JP2003191274A - Method for foam molding of thermoplastic resin and foamed molded object - Google Patents

Method for foam molding of thermoplastic resin and foamed molded object

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JP2003191274A
JP2003191274A JP2001397062A JP2001397062A JP2003191274A JP 2003191274 A JP2003191274 A JP 2003191274A JP 2001397062 A JP2001397062 A JP 2001397062A JP 2001397062 A JP2001397062 A JP 2001397062A JP 2003191274 A JP2003191274 A JP 2003191274A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
mold
foaming
resin
temperature
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Japanese (ja)
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Hideaki Takahashi
秀昭 高橋
Takashi Nagase
▲高▼志 長瀬
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a foamed molded object having both of lightweight properties and strength due to fine foaming by putting the maximum cell diameter of air bubbles in a specific range. <P>SOLUTION: In the method for the foam molding of a thermoplastic resin constituted so as to foam the thermoplastic resin mixed with a supercritical fluid in a mold, a filling process of filling a mold preliminarily brought to predetermined pressure by the supercritical fluid with the thermoplastic resin mixed with the supercritical fluid, and a foaming process of lowering the pressure in the mold when the dynamic viscoelastic value of the thermoplastic resin in a solid state below the melting point of the thermoplastic resin in within a predetermined range to start the foaming of the thermoplastic resin and stopping the foaming thereof to obtain the foamed molded object, are performed successively. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂の発泡
成形方法及び発泡成形体に関し、詳しくは主に超臨界流
体を発泡剤として用いる熱可塑性樹脂の発泡成形方法及
び発泡成形体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a foam molding method and a foam molded article of a thermoplastic resin, and more particularly to a foam molding method and a foam molded article of a thermoplastic resin mainly using a supercritical fluid as a foaming agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱可塑性樹脂の発泡成形体は、従来、化
学的又は物理的発泡剤を用いて製造されている。
2. Description of the Related Art A foamed molded article of a thermoplastic resin has hitherto been manufactured using a chemical or physical foaming agent.

【0003】化学的発泡剤を用いる製法は、一般に、原
料樹脂と、成形温度で分解してガスを発生する低分子量
の有機発泡剤とを混合し、該発泡剤の分解温度以上に加
熱することにより、原料樹脂を溶融させるとともに、発
泡剤の分解によりガスを発生させて発泡成形する方法で
ある。
[0003] In the production method using a chemical foaming agent, generally, a raw material resin and a low molecular weight organic foaming agent which decomposes at a molding temperature to generate a gas are mixed and heated to a temperature above the decomposition temperature of the foaming agent. In this method, the raw material resin is melted and the gas is generated by the decomposition of the foaming agent to perform foam molding.

【0004】一方、物理的発泡剤を用いる製法は、加圧
下で溶融樹脂にブタン、ペンタンやジクロロジフロロメ
タンのような低沸点有機化合物を供給し、混練した後、
低圧域に放出することにより、発泡成形する方法であ
る。
On the other hand, in the production method using a physical foaming agent, a low boiling point organic compound such as butane, pentane or dichlorodifluoromethane is supplied to a molten resin under pressure, and after kneading,
It is a method of foaming by discharging into a low pressure region.

【0005】しかし、これら化学的又は物理的発泡剤を
用いる製法では、発泡セルの微細化及びセルの高密度・
均一分散化が一般的に困難である。このため、これら化
学的又は物理的発泡剤を用いる製法で得られた発泡体
は、機械的強度が比較的低くなる等の問題がある。
However, in the manufacturing method using these chemical or physical foaming agents, the foam cells are made finer and the cell density is increased.
Uniform dispersion is generally difficult. Therefore, the foam obtained by the manufacturing method using these chemical or physical foaming agents has a problem that the mechanical strength becomes relatively low.

【0006】そこで、セルの微細化及びセルの高密度・
均一分散化を図るべく、特開平10−230528号公
報や特許第2625576号公報には、超臨界流体を発
泡剤として用いる方法が開示されている。この発泡成形
方法は、超臨界流体としての超臨界不活性ガスを溶融樹
脂に十分均一に溶解させ、これを成形型のキャビティ内
に圧力を掛けながら射出、充填し、その後型内の圧力を
急激に減少させることにより発泡させて、発泡成形体を
得るものである。
Therefore, miniaturization of cells and high density of cells
In order to achieve uniform dispersion, Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-230528 and Japanese Patent No. 2625576 disclose a method of using a supercritical fluid as a foaming agent. In this foam molding method, a supercritical inert gas as a supercritical fluid is dissolved in a molten resin in a sufficiently uniform manner, and this is injected and filled into a cavity of a molding die while applying pressure, and then the pressure in the die is rapidly increased. The foamed molded product is obtained by foaming by reducing the amount to 1.

【0007】この発泡成形方法では、超臨界流体におけ
る液体に近い優れた溶解性と気体に近い優れた拡散性を
利用することができるので、超臨界流体を短時間で樹脂
に含浸させることが可能となる。このため、発泡セル径
を微細化することが可能となり、発泡品の強度物性の低
下を防ぐことができる。
In this foam molding method, it is possible to utilize the excellent solubility of a supercritical fluid, which is close to that of a liquid, and the excellent diffusivity of a supercritical fluid, so that the supercritical fluid can be impregnated into a resin in a short time. Becomes For this reason, it becomes possible to reduce the diameter of the foamed cells, and it is possible to prevent deterioration of the strength and physical properties of the foamed product.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示された従来の超臨界流体を利用する発泡成形方法で
は、セルサイズについて主に平均セル径を特定してい
る。
By the way, in the conventional foam molding method using the supercritical fluid disclosed in the above publication, the average cell diameter is mainly specified for the cell size.

【0009】しかし、実際には、強度上の内部欠陥の起
点となるのは最大セル径部である。このため、平均セル
径の特定のみによっては、強度面における信頼性の高い
物性保証が得られない。
However, in reality, the starting point of internal defects in strength is the maximum cell diameter portion. Therefore, reliable identification of the physical properties in terms of strength cannot be obtained only by specifying the average cell diameter.

【0010】一方、発泡のメリットである軽量化は、微
細化しすぎるとかえって不利になることもある。
On the other hand, the weight reduction, which is a merit of foaming, may be disadvantageous if it is made too fine.

【0011】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、気泡の最大セル径を特定の範囲におさめて、微細
発泡による軽量化と強度とを兼ね備えた発泡成形体を提
供することを解決すべき技術課題とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a foamed molded article that has a maximum cell diameter of bubbles within a specific range and has both weight reduction and strength due to fine foaming. This is a technical issue that should be addressed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の熱可塑性樹脂の発泡成形方法は、亜臨界あるいは超
臨界流体が混入された熱可塑性樹脂を成形型内で発泡さ
せる熱可塑性樹脂の発泡成形方法において、上記亜臨界
あるいは超臨界流体により所定の圧力に予圧された上記
成形型内に、上記亜臨界あるいは超臨界流体が混入され
た上記熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記熱可塑
性樹脂の融点未満の固体状態における動的粘弾性値が所
定範囲内にあるときに、上記成形型内の圧力を低下させ
て該熱可塑性樹脂の発泡を開始し、かつ、終了させて、
発泡成形体を得る発泡工程と、を順に実施することを特
徴とするものである。
A thermoplastic resin foam molding method of the present invention which solves the above-mentioned problems is a method of foaming a thermoplastic resin mixed with a subcritical or supercritical fluid in a molding die. In the foam molding method, in the molding die pre-pressurized to a predetermined pressure by the subcritical or supercritical fluid, a filling step of filling the thermoplastic resin mixed with the subcritical or supercritical fluid, and the heat When the dynamic viscoelasticity value in the solid state below the melting point of the plastic resin is within a predetermined range, the pressure in the molding die is reduced to start foaming of the thermoplastic resin, and the foaming is terminated,
It is characterized in that a foaming step of obtaining a foamed molded article is carried out in order.

【0013】好適な態様において、前記亜臨界あるいは
超臨界流体は二酸化炭素であり、前記動的粘弾性値の前
記所定範囲は0.07〜0.1である。
In a preferred embodiment, the subcritical or supercritical fluid is carbon dioxide, and the predetermined range of the dynamic viscoelasticity value is 0.07 to 0.1.

【0014】好適な態様において、前記発泡工程の後、
前記動的粘弾性値が前記所定範囲から外れたときに前記
発泡成形体を前記成形型から脱型する脱型工程を実施す
る。
In a preferred embodiment, after the foaming step,
A demolding step of demolding the foamed molded product from the molding die is performed when the dynamic viscoelasticity value deviates from the predetermined range.

【0015】好適な態様において、前記充填工程で入口
部とゲート部に開閉手段をもつホットランナを介して前
記成形型内に前記熱可塑性樹脂が充填され、該開閉手段
は、少なくとも該成形型を型開きする際に該ホットラン
ナ内の圧力を保持すべく、該熱可塑性樹脂を充填する際
に開放状態とされるとともに少なくとも該成形型を型開
きする際に閉鎖状態とされるように開閉制御される。
In a preferred embodiment, the thermoplastic resin is filled in the mold through a hot runner having opening and closing means at the inlet and the gate in the filling step, and the opening and closing means includes at least the mold. Opening and closing control so that the pressure in the hot runner is maintained when the mold is opened, and that it is opened when the thermoplastic resin is filled and at least closed when the mold is opened. To be done.

【0016】上記課題を解決する本発明の発泡成形体
は、超臨界流体が混入された熱可塑性樹脂を成形型内で
発泡させて得られた発泡成形体であって、最大セル径が
0.5〜20μmであることを特徴とするものである。
The foamed molded article of the present invention for solving the above-mentioned problems is a foamed molded article obtained by foaming a thermoplastic resin mixed with a supercritical fluid in a molding die, and has a maximum cell diameter of 0. It is characterized in that it is 5 to 20 μm.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の熱可塑性樹脂の発泡成形
方法は、亜臨界あるいは超臨界流体が混入された熱可塑
性樹脂を成形型内で発泡させるものであって、充填工程
と発泡工程とを順に実施する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for foam-molding a thermoplastic resin of the present invention comprises foaming a thermoplastic resin mixed with a subcritical or supercritical fluid in a molding die, which comprises a filling step and a foaming step. Are carried out in order.

【0018】上記亜臨界あるいは超臨界流体の種類とし
ては、二酸化炭素や窒素等を採用することができる。
Carbon dioxide, nitrogen or the like can be used as the kind of the subcritical or supercritical fluid.

【0019】ここに、上記亜臨界あるいは超臨界流体に
は、圧力及び温度の双方が臨界点を超えて臨界状態に保
持された流体の他に、圧力及び温度のうちの一方が臨界
点を超えた圧力又は温度で保持されるとともに他方が臨
界点に極近い圧力又は温度で保持された流体や圧力及び
温度の双方が臨界点に極近い圧力及び温度で保持された
流体であって、超臨界流体と略同等の特性を発揮し得
る、いわゆる亜臨界流体も含まれる。
Here, in the subcritical or supercritical fluid, in addition to the fluid in which both the pressure and the temperature exceed the critical point and are kept in the critical state, one of the pressure and the temperature exceeds the critical point. Fluid that is held at a pressure or temperature that is close to the critical point and the other is a fluid that is held at a pressure or temperature that is close to the critical point, and that is supercritical. Also included are so-called subcritical fluids that can exhibit properties substantially equivalent to those of fluids.

【0020】なお、二酸化炭素と窒素とを比較すると、
窒素は二酸化炭素よりも発泡圧力が低いことから、同じ
ガス含有率で熱可塑性樹脂に混入させた場合では、発泡
セル径は窒素を用いたときの方が小さくなる。
When comparing carbon dioxide and nitrogen,
Since nitrogen has a lower foaming pressure than carbon dioxide, when mixed with the thermoplastic resin at the same gas content, the foamed cell diameter becomes smaller when nitrogen is used.

【0021】また、上記熱可塑性樹脂の種類としては、
特に限定されないが、例えばポリプロピレン(PP)、
ポリアミド(PA6やPA66等)、ガラス繊維入りポ
リアミド(PA6GF30等)、ポリスチレン(P
S)、アクリル酸樹脂、アクリルニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合樹脂(ABS)、ポリ塩化ビニル(P
VC)、ポリカーボネート(PC)、ポリアセタールや
ポリサルホン(PSF)を採用することができる。
Further, as the kind of the thermoplastic resin,
Although not particularly limited, for example, polypropylene (PP),
Polyamide (PA6, PA66, etc.), glass fiber-containing polyamide (PA6GF30, etc.), polystyrene (P
S), acrylic acid resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin (ABS), polyvinyl chloride (P
VC), polycarbonate (PC), polyacetal or polysulfone (PSF) can be used.

【0022】上記充填工程では、上記亜臨界あるいは超
臨界流体により所定の圧力に予圧された上記成形型内
に、上記亜臨界あるいは超臨界流体が混入された上記熱
可塑性樹脂を充填する。すなわち、成形型内に亜臨界あ
るいは超臨界流体ガスを供給することにより該成形型内
を予め所定圧力に維持して、亜臨界あるいは超臨界流体
が混入された熱可塑性樹脂の発泡を抑制しつつ、該成形
型内に亜臨界あるいは超臨界流体が混入された熱可塑性
樹脂を充填する。
In the filling step, the thermoplastic resin in which the subcritical or supercritical fluid is mixed is filled in the molding die which is pre-pressurized to a predetermined pressure by the subcritical or supercritical fluid. That is, by supplying a subcritical or supercritical fluid gas into the molding die to maintain a predetermined pressure in the molding die in advance, while suppressing foaming of the thermoplastic resin mixed with the subcritical or supercritical fluid. The molding die is filled with a thermoplastic resin mixed with a subcritical or supercritical fluid.

【0023】また、上記亜臨界あるいは超臨界流体の熱
可塑性樹脂への混入は、熱可塑性樹脂の溶融樹脂を成形
型内に射出、充填する前に射出成型機の射出バレル内で
行う。すなわち、射出成形機の射出バレル内において、
熱可塑性樹脂の溶融樹脂に亜臨界あるいは超臨界流体を
供給する。こうすることで、熱可塑性樹脂に対して超臨
界流体を迅速かつ十分に混練、溶解させることができ
る。
The subcritical or supercritical fluid is mixed into the thermoplastic resin in the injection barrel of the injection molding machine before the molten resin of the thermoplastic resin is injected into the mold and filled. That is, in the injection barrel of the injection molding machine,
A subcritical or supercritical fluid is supplied to a molten resin of a thermoplastic resin. By doing so, the supercritical fluid can be rapidly and sufficiently kneaded and dissolved in the thermoplastic resin.

【0024】ここに、熱可塑性樹脂への亜臨界あるいは
超臨界流体の混入量(ガス含有率)は、得られる発泡成
形体の発泡セル径やセル密度に影響を及ぼす。ガス含有
率が高すぎると、最大セル径が拡大化して、所定の強度
確保が困難となる。このため、例えば亜臨界あるいは超
臨界流体として二酸化炭素を用いる場合、ガス含有率は
10wt%以下(0wt%を含まない)とすることが好
ましい。一方、ガス含有率が低すぎると、セル密度が低
下して、所定の軽量化効果を得ることが困難となる。こ
のため、例えば亜臨界あるいは超臨界流体として二酸化
炭素を用いる場合、ガス含有率は0.2wt%以上とす
ることが好ましい。
Here, the mixing amount (gas content) of the subcritical or supercritical fluid into the thermoplastic resin affects the foam cell diameter and cell density of the obtained foam molded article. If the gas content is too high, the maximum cell diameter is enlarged and it becomes difficult to secure a predetermined strength. Therefore, for example, when carbon dioxide is used as the subcritical or supercritical fluid, the gas content is preferably 10 wt% or less (not including 0 wt%). On the other hand, if the gas content is too low, the cell density is lowered, and it becomes difficult to obtain a predetermined weight reduction effect. Therefore, for example, when carbon dioxide is used as the subcritical or supercritical fluid, the gas content is preferably 0.2 wt% or more.

【0025】上記発泡工程では、上記熱可塑性樹脂の融
点未満の固体状態における動的粘弾性値が所定範囲内に
あるときに、上記成形型内の圧力を低下させて該熱可塑
性樹脂の発泡を開始しかつ終了させて、発泡成形体を得
る。このとき、成形型内の圧力を短時間で低下させて熱
可塑性樹脂の発泡を開始し、かつ、速やかに終了させる
ことが好ましい。具体的には、成形型内の圧力を瞬時に
大気圧まで低下させて熱可塑性樹脂の発泡を開始し、か
つ、数秒以内で終了させることが好ましい。こうするこ
とで、セル成長をより確実に抑制することが可能とな
る。
In the foaming step, when the dynamic viscoelasticity value in the solid state below the melting point of the thermoplastic resin is within a predetermined range, the pressure in the molding die is reduced to foam the thermoplastic resin. A foam molded body is obtained by starting and ending. At this time, it is preferable to reduce the pressure in the molding die in a short time to start the foaming of the thermoplastic resin and to finish the foaming quickly. Specifically, it is preferable to instantly reduce the pressure in the molding die to the atmospheric pressure to start foaming the thermoplastic resin and finish it within a few seconds. By doing so, cell growth can be suppressed more reliably.

【0026】このように、熱可塑性樹脂の融点未満の固
体状態における動的粘弾性値が所定範囲内にあるとき
に、成形型内の圧力を低下させて該熱可塑性樹脂の発泡
を開始し、かつ、終了させることにより、得られる発泡
成形体において、微細発泡が可能となり、しかも気泡の
最大セル径を特定の範囲におさめることが可能となる。
これは、ガスが溶解している樹脂の粘弾性が程良くある
ことでセル成長(速度)を抑制することができるためで
ある。なお、熱可塑性樹脂の融点以上の温度で該熱可塑
性樹脂の発泡を開始すると、セル成長(速度)が急激に
進み過ぎるため、セル径が大きな発泡体にしかならな
い。
Thus, when the dynamic viscoelasticity value in the solid state below the melting point of the thermoplastic resin is within the predetermined range, the pressure in the molding die is lowered to start foaming of the thermoplastic resin, Moreover, by completing the process, the obtained foamed molded product can be finely foamed, and the maximum cell diameter of the bubbles can be kept within a specific range.
This is because cell growth (speed) can be suppressed by viscoelasticity of resin in which gas is dissolved. When the foaming of the thermoplastic resin is started at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, the cell growth (velocity) rapidly progresses so much that only a foam having a large cell diameter can be obtained.

【0027】例えば、亜臨界あるいは超臨界流体として
二酸化炭素を用い、かつ、動的粘弾性値の所定範囲を後
述するように0.07〜0.1とし、熱可塑性樹脂に対
するガス含有率を例えば10wt%とした場合は、得ら
れる発泡成形体において、図1に示すように気泡の最大
セル径を0.5〜20μmの範囲とすることができる。
なお、動的粘弾性値の測定は、レオメトリックス社製の
測定装置を用い、テストピース形状:t3.2×10×
30mm、昇温速度:2℃/分の条件で行った。また、
最大セル径は、成形品の任意の5断面部位で、走査型電
子顕微鏡により撮影した写真500μm四方中における
最大の発泡セル径を測定した。また、ガス含有率は、ガ
スが溶解したサンプルを発泡させずに常温まで急冷却し
て樹脂内にガスを閉じ込めてから直ぐにその全体重量を
測定し、ガスを加える前のサンプルの全体重量との比か
ら算出した。
For example, carbon dioxide is used as the subcritical or supercritical fluid, the predetermined range of the dynamic viscoelasticity value is 0.07 to 0.1 as described later, and the gas content rate with respect to the thermoplastic resin is, for example. When the amount is 10 wt%, in the obtained foamed molded article, as shown in FIG. 1, the maximum cell diameter of bubbles can be set in the range of 0.5 to 20 μm.
The measurement of the dynamic viscoelasticity value was performed using a measuring device manufactured by Rheometrics, Inc., and the test piece shape was t3.2 × 10 ×.
It was carried out under the conditions of 30 mm, temperature rising rate: 2 ° C./min. Also,
The maximum cell diameter was determined by measuring the maximum foamed cell diameter in a 500 μm square photograph taken by a scanning electron microscope at any 5 cross-sections of the molded product. In addition, the gas content is the total weight of the sample before adding the gas, immediately after cooling the gas-dissolved sample into the resin by rapidly cooling it to room temperature without trapping it and confining the gas in the resin. Calculated from the ratio.

【0028】このように最大セル径の下限が0.5μm
であれば、現実の製品において発泡による軽量化の効果
が5%以上発現する領域である。また、最大セル径の上
限が20μmであれば、現実の製品において強度の低下
は少なく、発泡倍率1.3倍以内で各物性を未発泡品に
対して70%以上保証できる領域である。すなわち、最
大セル径が0.5〜20μmの範囲にある発泡成形体
は、微細発泡による軽量化と強度とを兼ね備えたものと
なる。
Thus, the lower limit of the maximum cell diameter is 0.5 μm.
If so, it is a region where the effect of weight reduction due to foaming is exhibited in an actual product by 5% or more. Further, when the upper limit of the maximum cell diameter is 20 μm, there is little reduction in strength in an actual product, and each physical property can be guaranteed to 70% or more with respect to an unfoamed product at an expansion ratio of 1.3 times or less. That is, the foamed molded product having the maximum cell diameter in the range of 0.5 to 20 μm has both weight reduction and strength due to fine foaming.

【0029】ここに、上記動的粘弾性値とは、樹脂の粘
性及び弾性を評価する指標の一つとされるもので、動的
粘弾性値測定装置を用いて、試料の一端側を固定しつつ
他端側を所定量捻る周期的な振動変形を与え、その捻り
荷重を開放して求める角度δを測定することにより、t
anδ(10HZ時)として求めることができる。
Here, the dynamic viscoelasticity value is one of the indexes for evaluating the viscosity and elasticity of the resin, and one end side of the sample is fixed using a dynamic viscoelasticity measuring device. While the other end side is subjected to periodic vibration deformation by twisting a predetermined amount, the twisting load is released, and the obtained angle δ is measured.
It can be obtained as an δ (at 10 HZ).

【0030】この動的粘弾性値(tanδ、10HZ
時)の上記所定範囲、すなわち熱可塑性樹脂の発泡を開
始するとともに終了する際の動的粘弾性値の所定範囲
は、亜臨界あるいは超臨界流体として二酸化炭素を用い
た場合は0.07〜0.1とすることができる。熱可塑
性樹脂の発泡を開始するとともに終了する際の動的粘弾
性値が小さすぎると、熱可塑性樹脂の分子鎖がしっかり
したままなので、セルの成長が進みにくく発泡が不十分
となり、発泡成形体の軽量化を十分に図ることが困難と
なる。一方、熱可塑性樹脂の発泡を開始するとともに終
了する際の動的粘弾性値が大きすぎると、熱可塑性樹脂
の分子鎖が緩み過ぎるため、セル成長速度が大きくなっ
て気泡の最大セル径が過大となり、この最大セル径部が
強度上の内部欠陥の起点となって強度低下を引き起こす
おそれがある。
This dynamic viscoelasticity value (tan δ, 10 HZ
Above), that is, the predetermined range of the dynamic viscoelasticity value when starting and ending the foaming of the thermoplastic resin is 0.07 to 0 when carbon dioxide is used as the subcritical or supercritical fluid. It can be 1. If the dynamic viscoelasticity value at the time of starting and ending the foaming of the thermoplastic resin is too small, the molecular chain of the thermoplastic resin remains solid, and it is difficult for the cells to grow and foaming becomes insufficient, resulting in a foamed molded product. It will be difficult to sufficiently reduce the weight. On the other hand, if the dynamic viscoelasticity value at the time of starting and ending the foaming of the thermoplastic resin is too large, the molecular chains of the thermoplastic resin become too loose, and the cell growth rate increases and the maximum cell diameter of the bubbles becomes excessive. Therefore, this maximum cell diameter portion may become a starting point of internal defects in strength and cause a decrease in strength.

【0031】上記動的粘弾性値は、樹脂材料毎に特有の
もので、また樹脂温度と相関性がある。例えば、PP、
PA6及びPA6GF30における樹脂温度と動的粘弾
性値との関係を図2に示すように、PA6GF30(B
ASF社製、型式B3WG6)では210〜220℃又
は60〜80℃の樹脂温度で、PA6(宇部興産社製、
型式1013NB)では210〜220℃、80〜95
℃又は50〜55℃の樹脂温度で、またPP(グランド
ポリマー社製、型式TSOP−GP5)では80〜15
0℃の樹脂温度で、それぞれ動的粘弾性値tanδ(1
0HZ)が0.07〜0.10の範囲内になる。
The above-mentioned dynamic viscoelasticity value is unique to each resin material and has a correlation with the resin temperature. For example, PP,
As shown in FIG. 2, the relationship between the resin temperature and the dynamic viscoelasticity value of PA6 and PA6GF30 is shown in FIG.
ASF, model B3WG6) has a resin temperature of 210 to 220 ° C. or 60 to 80 ° C. and PA6 (Ube Industries,
In model 1013NB), 210-220 ° C, 80-95
At a resin temperature of 50 ° C or 50 to 55 ° C, and 80 to 15 for PP (manufactured by Grand Polymer Co., model TSOP-GP5).
The dynamic viscoelasticity value tan δ (1
0HZ) falls within the range of 0.07-0.10.

【0032】したがって、上記発泡工程では、使用する
樹脂材料に応じて、所定の動的粘弾性値の範囲となるよ
うな所定の樹脂温度範囲で、熱可塑性樹脂の発泡を開始
するとともに終了させる。なお、熱可塑性樹脂の発泡の
開始とは気泡核が発生し始めることをいい、発泡の終了
とは気泡の発生が終了するとともにセル成長が停止した
状態をいう。
Therefore, in the foaming step, the foaming of the thermoplastic resin is started and ended within a predetermined resin temperature range that provides a predetermined dynamic viscoelasticity value range depending on the resin material used. It should be noted that the start of foaming of the thermoplastic resin means that bubble nuclei start to be generated, and the end of foaming means a state in which generation of bubbles is completed and cell growth is stopped.

【0033】ここに、熱可塑性樹脂を発泡させる際の樹
脂温度を本発明のように制御していなかった従来の発泡
成形方法では、熱可塑性樹脂の発泡後の型冷却過程にお
いて、発泡成形体の板厚方向に温度分布があり、成形型
表面に接触する表層部よりも冷え難い内層中央部でセル
成長が進み易い。したがって、従来の発泡成形方法で得
られた発泡成形体は、小物品及び大物品共にスキンソリ
ッド層(成形型面に接触する表層の未発泡部)の有無に
かかわらず、内層中央部でセル径の拡大化が起こってい
た。しかも、このセル成長度合いの差に基づくセル径分
布は一般に材料の状態や種類毎に異なることから、具体
的な指針がない中では試行錯誤的にトライするしかな
く、現実には最大セル径を適用レベルに制御することが
困難であった。
Here, in the conventional foam molding method in which the resin temperature at the time of foaming the thermoplastic resin is not controlled as in the present invention, in the mold cooling process after foaming the thermoplastic resin, the foam molded article is cooled. There is a temperature distribution in the plate thickness direction, and cell growth is likely to proceed in the central portion of the inner layer, which is harder to cool than the surface layer portion in contact with the mold surface. Therefore, regardless of the presence or absence of the skin solid layer (the unfoamed portion of the surface layer in contact with the molding die surface) for both small and large articles, the foamed articles obtained by the conventional foaming method have a cell diameter in the center of the inner layer. Was being expanded. Moreover, since the cell diameter distribution based on the difference in the cell growth degree generally differs depending on the state and type of the material, there is no choice but to try it by trial and error in the absence of specific guidelines. It was difficult to control to the application level.

【0034】この点、本発明の熱可塑性樹脂の発泡成形
方法では、上記発泡工程で、熱可塑性樹脂の樹脂温度の
制御により、該熱可塑性樹脂の動的粘弾性値が上記所定
範囲内にあるときに該熱可塑性樹脂の発泡を開始し、か
つ、終了させている。すなわち、熱可塑性樹脂の樹脂温
度が特定範囲内にあるときに、熱可塑性樹脂の発泡を開
始するとともに終了させている。このため、型冷却過程
における板厚方向の温度分布に基づく内層中央部での発
泡セル径の拡大化を抑えることができ、最大セル径の管
理を確実に行うことが可能となる。
In this respect, in the method for foam-molding a thermoplastic resin of the present invention, the dynamic viscoelasticity value of the thermoplastic resin is within the predetermined range by controlling the resin temperature of the thermoplastic resin in the foaming step. At times, foaming of the thermoplastic resin is started and ended. That is, when the resin temperature of the thermoplastic resin is within a specific range, the foaming of the thermoplastic resin is started and ended. Therefore, it is possible to suppress the expansion of the foamed cell diameter in the center portion of the inner layer based on the temperature distribution in the plate thickness direction during the mold cooling process, and it is possible to reliably manage the maximum cell diameter.

【0035】こうして上記発泡工程を終えた後は、上記
発泡成形体を上記成形型から脱型する脱型工程を実施す
る。
After the foaming step is completed in this way, a demolding step of demolding the foamed molded product from the molding die is carried out.

【0036】このとき、脱型時の条件(樹脂温度等)に
よっては、脱型後においてもセル成長が起こり発泡セル
径が大きくなる樹脂材料もあることから、具体的な指針
がない中では最大セル径の管理が困難となる。
At this time, depending on the demolding conditions (resin temperature, etc.), there are some resin materials in which cell growth occurs even after demolding and the foamed cell diameter increases, so that there is no specific guideline. It becomes difficult to control the cell diameter.

【0037】そこで、上記脱型工程では、上記動的粘弾
性値が上記所定範囲から外れたときに上記発泡成形体を
上記成形型から脱型することが好ましい。こうすること
で、脱型後におけるセル成長による発泡セル径の拡大化
を確実に抑えることができるので、最大セル径の管理が
容易かつ確実となる。
Therefore, in the demolding step, it is preferable that the foamed molded article is demolded from the molding die when the dynamic viscoelasticity value is out of the predetermined range. By doing so, expansion of the foamed cell diameter due to cell growth after demolding can be reliably suppressed, so that the maximum cell diameter can be managed easily and reliably.

【0038】また、成形型内の型冷却過程では、上述し
たように発泡成形体の板厚方向において温度差が発生す
る他に、成形型内に樹脂材料を供給するゲート位置の近
傍とこのゲート位置から離れた位置との間においても樹
脂流動の時間差等に基づく温度差が発生する。特に、大
物品や複雑形状品ではこのような樹脂流動上の温度差が
発生し易い。このため、特に大物品や複雑形状品におい
て、発泡成形体の全体で最大セル径の微細化を確実に行
うことが困難となる。
Further, in the mold cooling process in the molding die, in addition to the temperature difference in the thickness direction of the foam molding as described above, the vicinity of the gate position for supplying the resin material into the molding die and this gate. A temperature difference due to a resin flow time difference or the like also occurs between the position away from the position and the position. In particular, such large temperature difference in resin flow is likely to occur in a large article or a complex shaped article. For this reason, it becomes difficult to reliably miniaturize the maximum cell diameter of the entire foam-molded article, especially in large articles and articles with complicated shapes.

【0039】そこで、上記発泡工程における樹脂温度の
制御は、上記成形型内の全域で行うことが好ましい。す
なわち、成形型内に充填された熱可塑性樹脂の全体が上
記したような所定の樹脂温度範囲となるように制御しつ
つ、熱可塑性樹脂の発泡を開始するとともに終了させる
ことが好ましい。こうすることで、得られる発泡成形体
の全体において、発泡セル径の拡大化を抑えて最大セル
径の管理を確実に行うことが可能となる。
Therefore, it is preferable to control the resin temperature in the foaming step in the entire area of the molding die. That is, it is preferable to start and end the foaming of the thermoplastic resin while controlling the whole thermoplastic resin filled in the mold so as to be in the predetermined resin temperature range as described above. By doing so, it becomes possible to suppress the expansion of the foamed cell diameter and reliably manage the maximum cell diameter in the entire foamed molded product obtained.

【0040】このときの具体的な樹脂温度の制御方法と
して、以下の3つが例示される。
The following three concrete methods for controlling the resin temperature at this time are exemplified.

【0041】1)成形型の型温を上記所定の樹脂温度範
囲とすべく予め所定温度に設定された温調媒体を成形型
の冷却通路内に流通させることにより、一段目の型冷却
をして該成形型の型温を上記所定の樹脂温度範囲に設定
管理する。そして、成形型内に充填された熱可塑性樹脂
が全域に渡ってその温度範囲になる時間を経てから、所
定の発泡倍率になるように所定量型開き等することによ
り、熱可塑性樹脂の発泡を開始するとともに終了する。
その後、温調媒体の温度を切り換えて成形型をさらに冷
却(二段目の型冷却)し、成形型の型温が上記所定の樹
脂温度範囲外になるとともに発泡成形体全体の温度が上
記所定の樹脂温度範囲外となってから、大きく型開きし
て発泡成形体を脱型する。
1) The first stage mold is cooled by circulating a temperature control medium, which has been set to a predetermined temperature in advance so that the mold temperature of the mold is within the predetermined resin temperature range, in the cooling passage of the mold. The mold temperature of the molding die is set and controlled within the predetermined resin temperature range. Then, after the thermoplastic resin filled in the molding die has reached the temperature range over the entire region, the thermoplastic resin is expanded by a predetermined amount so as to have a predetermined expansion ratio. It starts and ends.
After that, the temperature of the temperature control medium is switched to further cool the mold (second stage mold cooling) so that the mold temperature falls outside the predetermined resin temperature range and the temperature of the entire foamed molded product falls to the predetermined temperature. After the resin temperature is out of the range, the mold is largely opened to remove the foamed molded product.

【0042】2)上記1)と同様に、一段目の型冷却で
熱可塑性樹脂の発泡を開始、終了した後、2段目の型冷
却をして発泡成形体全体の温度が上記所定の樹脂温度範
囲外となったところで一旦発泡成形体を離型する。そし
て、さらに温度の低い温調媒体により冷却可能な別の冷
やし金型に発泡成形体をセットし、収縮量等が安定する
まで発泡成形体を冷却してから脱型する。このように一
旦離型した発泡成形体を別の冷やし金型にセットし直せ
ば、型温を変更することなく生産できるため、サイクル
タイムの点で有利となる。
2) Similar to 1) above, after the foaming of the thermoplastic resin is started and completed by cooling the first mold, the mold is cooled in the second mold so that the temperature of the entire foamed molded product is the above predetermined resin. When the temperature falls outside the temperature range, the foamed molded product is once released. Then, the foamed molded body is set in another cooling mold that can be cooled by a temperature control medium having a lower temperature, and the foamed molded body is cooled until the shrinkage amount and the like are stabilized, and then released from the mold. If the foamed molded product once released from the mold is set again in another cooling mold, it can be produced without changing the mold temperature, which is advantageous in terms of cycle time.

【0043】3)成形型の型温を上記所定の樹脂温度範
囲の下限より約10℃以内の範囲で低い温度とすべく予
め所定温度に設定された温調媒体を成形型の冷却通路内
に流通させることにより、該成形型を冷却して型温を上
記所定の樹脂温度範囲の下限より約10℃以内の範囲で
低い温度に設定管理する。そして、この冷却過程で冷却
時間を管理することにより、成形型内の樹脂の最高温度
部(板厚方向の中央部)が上記所定の樹脂温度範囲にな
った時に、所定の発泡倍率となるように所定量型開き等
することにより、熱可塑性樹脂の発泡を開始するととも
に終了する。その後、成形型の型温及び発泡成形体全体
の温度が上記所定の樹脂温度範囲の下限より約10℃以
内の範囲で低い設定温度となってから、上記1)又は上
記2)と同様の方法で発泡成形体を脱型する。この方法
では、成形型の型温を上記1)や上記2)よりも急激に
低下させているので、得られた発泡成形体は表層のスキ
ン層(未発泡部)が厚くなるとともに、冷却総時間の短
縮化を図ることができる。
3) A temperature control medium preset at a predetermined temperature is set in the cooling passage of the mold so that the mold temperature of the mold is lower than the lower limit of the predetermined resin temperature range within about 10 ° C. By circulating the mold, the mold is cooled and the mold temperature is set and controlled to a temperature lower than the lower limit of the predetermined resin temperature range within about 10 ° C. Then, by controlling the cooling time in this cooling process, a predetermined expansion ratio is obtained when the highest temperature portion (the center portion in the plate thickness direction) of the resin in the molding die falls within the predetermined resin temperature range. By opening the mold by a predetermined amount, the foaming of the thermoplastic resin starts and ends. Then, after the mold temperature of the mold and the temperature of the entire foamed molded product become lower than the lower limit of the predetermined resin temperature range within about 10 ° C., the same method as in 1) or 2) above. The foamed molded product is demolded with. In this method, the mold temperature of the molding die is drastically lowered as compared with the above 1) and 2), so that the obtained foamed molded article has a thicker skin layer (unfoamed portion) of the surface layer and the total cooling rate. The time can be shortened.

【0044】さらに、発泡成形体における発泡セル径の
拡大化は、ホットランナの採用によっても起こる。通
常、ノズルから射出された樹脂材料はスプル及びランナ
を通りゲートを経て成形型のキャビティ内に充填される
が、樹脂の歩留り向上や成形サイクルの短縮化等を図る
目的で、ホットランナが採用される場合がある。なお、
ホットランナとは、スプルやランナ部分を加熱してこの
部分の樹脂材料を常に溶融状態に保つようにした構造の
ことである。特に、大物品や複雑形状品では、ホットラ
ンナ付きのゲートが多数必要になることが多い。ホット
ランナの部分は上記のとおり常に樹脂材料が溶融状態に
保たれていることから、このホットランナの部分にはガ
スを溶解した樹脂が常時残っていることになる。このた
め、成形型内の圧力開放時に、ホットランナの部分の樹
脂が発泡し、そのセル径も大きく成長してしまう。この
ホットランナ部分の発泡樹脂は次の射出ショットで成形
型内に充填されて製品に混入されてしまうので、ホット
ランナを採用する場合は、最大セル径の管理が極めて困
難となる。
Further, the expansion of the foamed cell diameter in the foamed molded product also occurs by adopting a hot runner. Normally, the resin material injected from the nozzle passes through the sprue and runner and through the gate and is filled into the cavity of the mold.However, a hot runner is used to improve the resin yield and shorten the molding cycle. There is a case. In addition,
The hot runner is a structure in which a sprue or a runner portion is heated so that the resin material in this portion is always kept in a molten state. In particular, a large number of articles or a complicated article often require a large number of gates with hot runners. Since the resin material is always kept in the molten state in the hot runner portion as described above, the gas-dissolved resin always remains in this hot runner portion. Therefore, when the pressure in the mold is released, the resin in the hot runner portion foams and the cell diameter also grows large. The foamed resin in the hot runner portion is filled in the molding die in the next injection shot and mixed into the product, so that when the hot runner is adopted, it is extremely difficult to control the maximum cell diameter.

【0045】そこで、ホットランナを採用して、前記充
填工程で該ホットランナを介して前記成形型内に前記熱
可塑性樹脂を充填する場合は、入口部とゲート部に開閉
手段をもつホットランナを採用し、少なくとも該成形型
を型開きする際に該ホットランナ内の圧力を保持すべ
く、該熱可塑性樹脂を充填する際に開放状態とされると
ともに少なくとも該成形型を型開きする際に閉鎖状態と
されるように開閉制御される開閉手段付きのホットラン
ナとすることが好ましい。なお、熱可塑性樹脂を成形型
内に充填した後は開閉手段を何時閉鎖してもよく、充填
後直ぐに閉鎖してもよい。かかる構成にすれば、上記充
填工程では、この開閉手段を開放しておくことにより、
ホットランナを介して成形型内への樹脂材料の射出充填
が可能となり、また上記発泡工程及び上記脱型工程で
は、この開放手段を閉鎖しておくことにより、成形型の
型開き時、すなわち成形型内の圧力開放時においてもホ
ットランナ内の圧力を樹脂が発泡しない所定圧力に保持
することが可能となる。こうすることで、ホットランナ
内に残っている次の射出ショット用の樹脂材料が発泡し
てしまうことを確実に防止することができる。したがっ
て、ホットランナを採用した場合でも、発泡セルの拡大
化を確実に抑えて、最大セル径の管理を確実に行うこと
が可能となる。
Therefore, when a hot runner is adopted and the thermoplastic resin is filled into the mold through the hot runner in the filling step, a hot runner having opening and closing means at the inlet and the gate is used. Adopted, at least when the mold is opened, in order to maintain the pressure in the hot runner, it is opened when the thermoplastic resin is filled and at least closed when the mold is opened. It is preferable that the hot runner is provided with an opening / closing means that is controlled to be opened and closed. It should be noted that the opening / closing means may be closed at any time after the thermoplastic resin has been filled in the molding die, or may be closed immediately after the filling. With this configuration, by opening the opening / closing means in the filling step,
It becomes possible to inject and fill the resin material into the mold through the hot runner, and by closing the opening means in the foaming step and the mold releasing step, that is, when the mold is opened, that is, the molding is performed. Even when the pressure in the mold is released, the pressure in the hot runner can be maintained at a predetermined pressure at which the resin does not foam. By doing so, it is possible to reliably prevent the resin material for the next injection shot remaining in the hot runner from foaming. Therefore, even when the hot runner is adopted, it is possible to reliably suppress the expansion of the foam cells and reliably manage the maximum cell diameter.

【0046】[0046]

【実施例】以下、本発明の熱可塑性樹脂の発泡成形方法
の実施例について、具体的に説明する。
EXAMPLES Examples of the thermoplastic resin foam molding method of the present invention will be specifically described below.

【0047】[実施例1]図3に示す発泡成形装置は、
所定のキャビティ形状を有する成形型1と、この成形型
1のキャビティ内に溶融樹脂を供給する射出バレル2
と、射出バレル2と成形型1との間に配設され、入口部
とゲート部に開閉手段をもつホットランナ3と、成形型
1の冷却通路(図示せず)内に温調媒体(オイル)を供
給する冷却装置4と、射出バレル2内及び成形型1のキ
ャビティ内に超臨界ガスとしての二酸化炭素を供給する
ガス供給装置5と、ホットランナ3の開閉手段を開閉制
御する制御手段6とを備えている。
Example 1 The foam molding apparatus shown in FIG.
A mold 1 having a predetermined cavity shape, and an injection barrel 2 for supplying a molten resin into the cavity of the mold 1.
A hot runner 3 disposed between the injection barrel 2 and the molding die 1 and having opening and closing means at the inlet and the gate, and a cooling medium (oil) in a cooling passage (not shown) of the molding die 1. ), A gas supply device 5 for supplying carbon dioxide as a supercritical gas into the injection barrel 2 and the cavity of the mold 1, and a control means 6 for controlling opening / closing of the hot runner 3. It has and.

【0048】上記ホットランナ3は、図4に示すよう
に、ホットランナブロック31と、上記射出バレル2に
接続される入口ブロック32と、上記成形型1に接続さ
れてキャビティ内にそれぞれが通じる複数の出口ゲート
33とを備えている。なお、ホットランナブロック3
1、入口ブロック32及び各出口デート33は、それぞ
れ図示しない加熱ヒータを備えている。
As shown in FIG. 4, the hot runner 3 includes a hot runner block 31, an inlet block 32 connected to the injection barrel 2, and a plurality of hot runner blocks connected to the molding die 1 and communicating with the inside of the cavity. And an exit gate 33 of Hot runner block 3
1, the inlet block 32 and each outlet date 33 are provided with a heater (not shown).

【0049】上記入口ブロック32は、上記射出バレル
2と入口ブロック32との連通を開放/閉鎖可能な回転
式バルブ32aを備えている。また、各出口ゲート33
は、上記成形型1のキャビティと各出口ゲート33との
連通をそれぞれ開放/閉鎖可能なロッド式バルブ(図示
せず)をそれぞれ備えている。この入口ブロック32に
備えられた回転式バルブ32aと、各出口ゲート33に
それぞれ備えられたロッド式バルブとで、開閉手段を構
成する。そして、この開閉手段としての回転式バルブ3
2a及び各ロッド式バルブは、上記制御装置6により、
後述する充填工程で熱可塑性樹脂を充填する際には開放
し、かつ、後述する発泡工程及び脱型工程で成形型1を
型開きする際には、ホットランナ3内の圧力を保持すべ
く閉鎖するように開閉制御される。
The inlet block 32 is provided with a rotary valve 32a capable of opening / closing the communication between the injection barrel 2 and the inlet block 32. In addition, each exit gate 33
Respectively include rod type valves (not shown) capable of opening / closing the communication between the cavity of the mold 1 and each outlet gate 33. The rotary valve 32a provided in the inlet block 32 and the rod type valve provided in each of the outlet gates 33 constitute an opening / closing means. And the rotary valve 3 as this opening / closing means
2a and each rod type valve are controlled by the control device 6 as described above.
It is opened when the thermoplastic resin is filled in the filling step described later, and is closed to maintain the pressure in the hot runner 3 when the mold 1 is opened in the foaming step and the demolding step described later. The opening and closing is controlled so that

【0050】上記構成の発泡成形装置を用い、熱可塑性
樹脂としてPA6(宇部興産社製、型式1013NB)
を採用するとともに超臨界流体として二酸化炭素を採用
して、以下のとおり発泡成形を行った。
Using the foam molding apparatus having the above structure, PA6 (manufactured by Ube Industries, model 1013NB) was used as the thermoplastic resin.
Was adopted and carbon dioxide was adopted as a supercritical fluid, and foam molding was performed as follows.

【0051】なお、前述のとおり、PA6は、80〜9
5℃の所定の樹脂温度範囲であれば、固体状態における
動的粘弾性値(tanδ、10HZ時)が所定の0.0
7〜0.1の範囲内となる(図2参照)。
As described above, PA6 is 80 to 9
Within the predetermined resin temperature range of 5 ° C., the dynamic viscoelasticity value (tan δ, 10 HZ) in the solid state is 0.0
It is within the range of 7 to 0.1 (see FIG. 2).

【0052】(充填工程)射出バレル2内にPA6を供
給して溶融樹脂とするとともに、この射出バレル2内に
ガス供給装置5から超臨界流体としての二酸化炭素を供
給し、溶融樹脂に二酸化炭素を十分に混練、溶解させ
た。このときの射出バレル2内の圧力は20MPaと
し、射出バレル2内の樹脂温度は270℃とした。な
お、この樹脂温度は260〜290℃程度とすることが
できる。また、溶融樹脂に対する二酸化炭素のガス含有
率は2wt%とした。
(Filling Step) PA6 is supplied into the injection barrel 2 to form a molten resin, and carbon dioxide as a supercritical fluid is supplied from the gas supply device 5 into the injection barrel 2 to supply carbon dioxide to the molten resin. Was sufficiently kneaded and dissolved. At this time, the pressure in the injection barrel 2 was 20 MPa, and the resin temperature in the injection barrel 2 was 270 ° C. The resin temperature can be set to about 260 to 290 ° C. Further, the gas content rate of carbon dioxide with respect to the molten resin was set to 2 wt%.

【0053】一方、キャビティ内に充填される熱可塑性
樹脂の発泡を抑止すべく、成形型1を型閉めした状態
で、この成形型1のキャビティ内にガス供給装置5から
超臨界流体としての二酸化炭素を供給してキャビティ内
圧力を10MPaとした。
On the other hand, in order to suppress the foaming of the thermoplastic resin filled in the cavity, the mold 1 is closed, and the gas supply device 5 enters the cavity as a supercritical fluid in the cavity of the mold 1. Carbon was supplied so that the pressure inside the cavity was 10 MPa.

【0054】そして、制御装置6により開閉手段として
の回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブをそれぞれ
開放すると同時に、射出バレル2からホットランナ3を
介して成形型1のキャビティ内に上記超臨界流体が溶解
された溶融樹脂を射出、充填した。
At the same time as the control device 6 opens the rotary valve 32a and each rod-type valve as the opening / closing means, at the same time, the supercritical fluid is introduced from the injection barrel 2 into the cavity of the mold 1 through the hot runner 3. The melted molten resin was injected and filled.

【0055】なお、型閉めした状態における成形型1の
キャビティ内の板厚(成形初期の板厚)は3.0mmで
ある。
The plate thickness in the cavity of the mold 1 in the mold closed state (plate thickness at the initial stage of molding) is 3.0 mm.

【0056】(発泡工程) <一段目冷却>成形型1の型温及びキャビティ内の樹脂
温度を上記所定の樹脂温度範囲(80〜95℃)とすべ
く、冷却装置4から成形型1の冷却通路内に流通される
85℃の温調媒体で成形型1の1段目の型冷却を行う
中、30秒間成形品を冷却した。
(Foaming step) <First cooling> Cooling of the mold 1 from the cooling device 4 so that the mold temperature of the mold 1 and the resin temperature in the cavity are within the predetermined resin temperature range (80 to 95 ° C.). The molded product was cooled for 30 seconds while the first stage mold cooling of the mold 1 was performed with the temperature control medium of 85 ° C. circulated in the passage.

【0057】これにより、成形型1の型温及び成形型1
のキャビティ内に充填された溶融樹脂の全体を上記所定
の樹脂温度範囲にある85℃にした。なお、この時、P
A6の固体状態における動的粘弾性値(tanδ、10
HZ時)は0.09である。
Thereby, the mold temperature of the mold 1 and the mold 1
The entire molten resin filled in the cavity was heated to 85 ° C., which is within the predetermined resin temperature range. At this time, P
A6 dynamic viscoelasticity value (tan δ, 10
HZ) is 0.09.

【0058】そして、制御装置6により、開閉手段とし
ての回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブをそれぞ
れ閉鎖すると同時に、所定の発泡倍率となるように成形
型1を所定量型開きした。この型開きにより、キャビテ
イ内圧力を大気圧まで瞬時に低下させ、キャビティ内の
樹脂の発泡を開始すると、数秒以内で目標倍率までセル
が成長して樹脂の発泡が終了し、そのまま冷却固化させ
た。なお、このときの発泡倍率は1.2倍とした。
Then, the controller 6 closed the rotary valve 32a as an opening / closing means and each rod type valve, and at the same time, opened the molding die 1 by a predetermined amount so as to obtain a predetermined expansion ratio. By this mold opening, the internal pressure of the cavity was instantaneously reduced to atmospheric pressure, and when the resin in the cavity started to foam, the cells grew to the target magnification within a few seconds, the resin foaming ended, and it was cooled and solidified. . The expansion ratio at this time was 1.2 times.

【0059】(脱型工程) <2段目冷却>成形型1の型温及びキャビティ内の発泡
成形体の樹脂温度を上記所定の樹脂温度範囲(50〜5
5℃、80〜95℃)外とすべく、冷却装置4における
温調媒体の温度を切り替え、冷却装置4から成形型1の
冷却通路内に流通される45℃の温調媒体で成形型1の
2段目の型冷却を行う中、15秒間成形品を冷却した。
これにより、成形型1の型温及び成形型1のキャビティ
内の発泡成形体全体の温度を上記所定の樹脂温度範囲よ
りも低い45℃とした。
(Demolding Step) <Second Cooling> The mold temperature of the mold 1 and the resin temperature of the foamed molded product in the cavity are set to the above predetermined resin temperature range (50 to 5).
5 [deg.] C., 80 to 95 [deg.] C.), the temperature of the temperature control medium in the cooling device 4 is switched, and the molding die 1 is cooled with the temperature control medium of 45 [deg.] C. which is circulated in the cooling passage of the molding die 1. The molded product was cooled for 15 seconds during the second stage mold cooling.
As a result, the mold temperature of the mold 1 and the temperature of the entire foam-molded body in the cavity of the mold 1 were set to 45 ° C., which is lower than the predetermined resin temperature range.

【0060】そして、成形型1を大きく型開きして発泡
成形体を脱型した。得られた発泡成形体の最大セル径は
8μmであった。
Then, the mold 1 was largely opened to remove the foamed molded product. The maximum cell diameter of the obtained foamed molded product was 8 μm.

【0061】なお、この脱型工程においても、開閉手段
としての回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブはそ
れぞれ閉鎖されており、ホットランナ3内の圧力は所定
圧力に保持しておいた。
Also in this demolding step, the rotary valve 32a as the opening / closing means and each rod type valve were closed, and the pressure in the hot runner 3 was kept at a predetermined pressure.

【0062】また、得られた発泡成形体の最終的な板厚
は3.6mmであり、またスキン層の厚みは0.05〜
0.1mmであった。
The final thickness of the obtained foamed molded product was 3.6 mm, and the thickness of the skin layer was 0.05-.
It was 0.1 mm.

【0063】このように本実施例では、熱可塑性樹脂と
してのPA6の融点未満の温度で、かつ、PA6の固体
状態における動的粘弾性値(tanδ、10HZ時)が
所定の0.07〜0.1の範囲内である80〜95℃で
あるときに、発泡を開始するとともに終了することによ
り、得られる発泡成形体における最大セル径を8μmと
することができた。
As described above, in this example, the dynamic viscoelasticity value (tan δ, 10 HZ) of PA6 in the solid state at a temperature lower than the melting point of PA6 as the thermoplastic resin is 0.07 to 0. When the temperature was 80 to 95 ° C., which was within the range of 0.1, the maximum cell diameter in the obtained foamed molded product could be 8 μm by starting and ending the foaming.

【0064】したがって、本実施例によれば、微細発泡
による軽量化と強度とを兼ね備えた発泡成形体を得るこ
とができた。
Therefore, according to this example, it was possible to obtain a foamed molded product having both weight reduction and strength due to fine foaming.

【0065】また、本実施例では、上記発泡工程で、樹
脂温度が特定範囲内にあるときに、熱可塑性樹脂の発泡
を開始するとともに終了させている。このため、型冷却
過程における板厚方向の温度分布に基づく内層中央部で
の発泡セル径の拡大化を抑えることができ、最大セル径
の管理を確実に行うことが可能となる。
Further, in the present embodiment, in the foaming step, the foaming of the thermoplastic resin is started and ended when the resin temperature is within the specific range. Therefore, it is possible to suppress the expansion of the foamed cell diameter in the center portion of the inner layer based on the temperature distribution in the plate thickness direction during the mold cooling process, and it is possible to reliably manage the maximum cell diameter.

【0066】さらに、本実施例では、上記脱型工程で、
上記動的粘弾性値が上記所定範囲から外れたときに発泡
成形体を脱型していることから、脱型後におけるセル成
長による発泡セル径の拡大化を確実に抑えることができ
るので、最大セル径の管理が容易かつ確実となる。
Furthermore, in the present embodiment, in the demolding step,
Since the foam molded article is demolded when the dynamic viscoelasticity value deviates from the predetermined range, it is possible to reliably suppress the expansion of the foam cell diameter due to cell growth after demolding. Easy and reliable management of cell diameter.

【0067】加えて、本実施例では、上記発泡工程で、
樹脂温度の制御を成形型1内の全域で行っており、成形
型1内に充填された熱可塑性樹脂の全体が上記したよう
な所定の樹脂温度範囲となるように制御しつつ、熱可塑
性樹脂の発泡を開始するとともに終了させている。すな
わち、成形型1の型温を上記所定の樹脂温度範囲とすべ
く予め所定温度に設定された温調媒体を成形型1の冷却
通路内に流通させることにより、一段目の型冷却をして
成形型1の型温を上記所定の樹脂温度範囲に設定管理す
る。そして、成形型1内に充填された熱可塑性樹脂が全
域に渡ってその温度範囲になる時間を経てから、所定の
発泡倍率になるように所定量型開きすることにより、熱
可塑性樹脂の発泡を開始するとともに終了し、その後、
温調媒体の温度を切り換えて成形型1をさらに冷却(二
段目の型冷却)し、成形型1の型温が上記所定の樹脂温
度範囲外になるとともに発泡成形体全体の温度が上記所
定の樹脂温度範囲外となってから、大きく型開きして発
泡成形体を脱型している。このため、得られる発泡成形
体の全体において、発泡セル径の拡大化を抑えて最大セ
ル径の管理を確実に行うことが可能となる。
In addition, in this embodiment, in the foaming step,
The resin temperature is controlled in the entire area of the molding die 1, and the thermoplastic resin filled in the molding die 1 is controlled so as to be in the predetermined resin temperature range as described above. The foaming is started and ended. That is, the first stage mold cooling is performed by circulating the temperature control medium, which has been set to a predetermined temperature in advance so that the mold temperature of the mold 1 falls within the predetermined resin temperature range, in the cooling passage of the mold 1. The mold temperature of the molding die 1 is set and controlled within the above-mentioned predetermined resin temperature range. Then, after the thermoplastic resin filled in the molding die 1 reaches the temperature range over the entire area, the mold is opened by a predetermined amount so as to have a predetermined expansion ratio, thereby foaming the thermoplastic resin. Start and end, then
The temperature of the temperature control medium is switched to further cool the molding die 1 (second-stage mold cooling) so that the molding temperature of the molding die 1 falls outside the predetermined resin temperature range, and the temperature of the entire foamed molded product falls above the predetermined temperature. After the resin temperature is out of the range, the mold is largely opened to remove the foamed molded product. For this reason, in the entire foam-molded product obtained, it is possible to suppress expansion of the foam cell diameter and reliably manage the maximum cell diameter.

【0068】さらに、本実施例では、上記発泡工程及び
上記脱型工程で、成形型1を型開きする際には、制御装
置6により、開閉手段としての回転式バルブ32a及び
各ロッド式バルブをそれぞれ閉鎖することにより、ホッ
トランナ3内の圧力を所定圧力に保持している。このた
め、成形型1の型開き時、すなわち成形型1内の圧力開
放時においてもホットランナ3内の圧力を樹脂の発泡を
抑止しうる所定圧力に保持することが可能となる。した
がって、ホットランナ3内に残っている次の射出ショッ
ト用の樹脂材料が発泡してしまうことを確実に防止する
ことができる。よって、ホットランナ3を採用した場合
でも、発泡セルの拡大化を確実に抑えて、最大セル径の
管理を確実に行うことが可能となる。
Further, in this embodiment, when the mold 1 is opened in the foaming step and the mold releasing step, the controller 6 controls the rotary valve 32a as the opening / closing means and each rod type valve. By closing each of them, the pressure inside the hot runner 3 is maintained at a predetermined pressure. Therefore, even when the molding die 1 is opened, that is, when the pressure in the molding die 1 is released, the pressure in the hot runner 3 can be maintained at a predetermined pressure capable of suppressing foaming of the resin. Therefore, it is possible to reliably prevent the resin material for the next injection shot remaining in the hot runner 3 from foaming. Therefore, even when the hot runner 3 is used, it is possible to reliably suppress the expansion of the foam cells and reliably manage the maximum cell diameter.

【0069】[実施例2]上記実施例1と同様の発泡成
形装置を用い、熱可塑性樹脂としてPP(グランドポリ
マー社製、型式TSOP−GP5)を採用するとともに
超臨界流体として二酸化炭素を採用して、以下のとおり
発泡成形を行った。
Example 2 Using the same foam molding apparatus as in Example 1 above, PP (Grand Polymer Co., model TSOP-GP5) was adopted as the thermoplastic resin, and carbon dioxide was adopted as the supercritical fluid. Then, foam molding was performed as follows.

【0070】なお、前述のとおり、このPPは、80〜
150℃の所定の樹脂温度範囲であれば、固体状態にお
ける動的粘弾性値(tanδ、10HZ時)が所定の
0.07〜0.1の範囲内となる(図2参照)。
As described above, this PP is 80-
Within the predetermined resin temperature range of 150 ° C., the dynamic viscoelasticity value (tan δ, 10 HZ) in the solid state falls within the predetermined range of 0.07 to 0.1 (see FIG. 2).

【0071】(充填工程)射出バレル2内にPPを供給
して溶融樹脂とするとともに、この射出バレル2内にガ
ス供給装置5から超臨界流体としての二酸化炭素を供給
し、溶融樹脂に二酸化炭素を十分に混練、溶解させた。
このときの射出バレル2内の圧力は15MPaとし、射
出バレル2内の樹脂温度は220℃とした。なお、この
樹脂温度は200〜230℃程度とすることができる。
また、溶融樹脂に対する二酸化炭素のガス含有率は1w
t%とした。
(Filling Step) PP is supplied into the injection barrel 2 to form a molten resin, and carbon dioxide as a supercritical fluid is supplied from the gas supply device 5 into the injection barrel 2 to supply carbon dioxide to the molten resin. Was sufficiently kneaded and dissolved.
At this time, the pressure in the injection barrel 2 was 15 MPa, and the resin temperature in the injection barrel 2 was 220 ° C. The resin temperature can be set to about 200 to 230 ° C.
Also, the gas content of carbon dioxide with respect to the molten resin is 1w.
It was set to t%.

【0072】一方、キャビティ内に充填される熱可塑性
樹脂の発泡を抑止すべく、成形型1を型閉めした状態
で、この成形型1のキャビティ内にガス供給装置5から
超臨界流体としての二酸化炭素を供給してキャビティ内
圧力を10MPaとした。
On the other hand, in order to suppress the foaming of the thermoplastic resin filled in the cavity, the mold 1 is closed, and the gas supply device 5 supplies carbon dioxide as a supercritical fluid into the cavity of the mold 1. Carbon was supplied so that the pressure inside the cavity was 10 MPa.

【0073】そして、制御装置6により開閉手段として
の回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブをそれぞれ
開放すると同時に、射出バレル2からホットランナ3を
介して成形型1のキャビティ内に上記超臨界流体が溶解
された溶融樹脂を射出、充填した。
Then, the rotary valve 32a as an opening / closing means and each rod type valve are respectively opened by the control device 6, and at the same time, the supercritical fluid is introduced from the injection barrel 2 into the cavity of the mold 1 through the hot runner 3. The melted molten resin was injected and filled.

【0074】なお、型閉めした状態における成形型1の
キャビティ内の板厚(成形初期の板厚)は3.0mmで
ある。
The plate thickness in the cavity of the mold 1 in the mold closed state (plate thickness at the initial stage of molding) is 3.0 mm.

【0075】(発泡工程) <一段目冷却>成形型1の型温及びキャビティ内の樹脂
温度を上記所定の樹脂温度範囲(80〜150℃)とす
べく、冷却装置4から成形型1の冷却通路内に流通され
る90℃の温調媒体で成形型1の1段目の型冷却を行う
中、15秒間成形品を冷却した。
(Foaming Step) <First Cooling> Cooling of the mold 1 from the cooling device 4 so that the mold temperature of the mold 1 and the resin temperature in the cavity are within the predetermined resin temperature range (80 to 150 ° C.). The molded product was cooled for 15 seconds while the first stage mold of the mold 1 was cooled with the temperature control medium of 90 ° C. circulated in the passage.

【0076】これにより、成形型1の型温及び成形型1
のキャビティ内に充填された溶融樹脂の全体を上記所定
の樹脂温度範囲にある90℃にした。なお、この時、P
Pの固体状態における動的粘弾性値(tanδ、10H
Z時)は0.08である。
As a result, the mold temperature of the mold 1 and the mold 1
The entire molten resin filled in the cavity was heated to 90 ° C., which is within the predetermined resin temperature range. At this time, P
Dynamic viscoelasticity value of P in solid state (tan δ, 10H
At the time of Z) is 0.08.

【0077】そして、制御装置6により、開閉手段とし
ての回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブをそれぞ
れ閉鎖すると同時に、所定の発泡倍率となるように成形
型1を所定量型開きした。この型開きにより、キャビテ
イ内圧力を大気圧まで瞬時に低下させ、キャビティ内の
樹脂の発泡を開始すると、数秒以内で目標倍率までセル
が成長して樹脂の発泡が終了し、そのまま冷却固化させ
た。なお、このときの発泡倍率は1.3倍とした。
Then, the controller 6 closed the rotary valve 32a as an opening / closing means and each rod type valve, and at the same time, opened the molding die 1 by a predetermined amount so as to obtain a predetermined expansion ratio. By this mold opening, the internal pressure of the cavity was instantaneously reduced to atmospheric pressure, and when the resin in the cavity started to foam, the cells grew to the target magnification within a few seconds, the resin foaming ended, and it was cooled and solidified. . The expansion ratio at this time was 1.3 times.

【0078】(脱型工程) <2段目冷却>成形型1の型温及びキャビティ内の発泡
成形体の樹脂温度を上記所定の樹脂温度範囲(80〜1
50℃)外とすべく、冷却装置4における温調媒体の温
度を切り替え、冷却装置4から成形型1の冷却通路内に
流通される70℃の温調媒体で成形型1の2段目の型冷
却を行う中、10秒間成形品を冷却した。成形型1及び
発泡成形体全体の温度が上記所定の樹脂温度範囲よりも
低い70℃としたところで一旦発泡成形体を離型した。
そして、別の冷やし金型(図示せず)に発泡成形体をセ
ットし、さらに温度の低い40℃の温調媒体で15秒間
冷却して、発泡成形体の収縮量等が安定するように冷や
し型の型温及び発泡成形体全体の温度を40℃まで冷却
してから脱型した。得られた発泡成形体の最大セル径は
5μmであった。
(Demolding Step) <Second Cooling> The mold temperature of the mold 1 and the resin temperature of the foamed molded product in the cavity are set to the above-mentioned predetermined resin temperature range (80 to 1).
The temperature of the temperature control medium in the cooling device 4 is switched so as to be outside the temperature of 50 ° C.), and the temperature control medium of 70 ° C. circulated from the cooling device 4 into the cooling passage of the molding die 1 is used for the second stage of the molding die 1. The molded product was cooled for 10 seconds while performing mold cooling. The foamed molded product was once released from the mold when the temperature of the molding die 1 and the entire foamed molded product was 70 ° C., which was lower than the above-mentioned predetermined resin temperature range.
Then, the foamed molded body is set in another cooling mold (not shown), and further cooled for 15 seconds with a temperature control medium having a low temperature of 40 ° C. so that the amount of shrinkage of the foamed molded body is stabilized. The mold temperature and the temperature of the entire foamed molded product were cooled to 40 ° C., and then the mold was released. The maximum cell diameter of the obtained foamed molded product was 5 μm.

【0079】なお、この脱型工程においても、開閉手段
としての回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブはそ
れぞれ閉鎖されており、ホットランナ3内の圧力は所定
圧力に保持しておいた。
Also in this demolding step, the rotary valve 32a as the opening / closing means and each rod type valve were closed, and the pressure inside the hot runner 3 was kept at a predetermined pressure.

【0080】また、得られた発泡成形体の最終的な板厚
は3.9mmであり、またスキン層の厚みは0.05〜
0.1mmであった。
The final thickness of the obtained foamed molded product was 3.9 mm, and the thickness of the skin layer was from 0.05 to
It was 0.1 mm.

【0081】本実施例では、前記実施例1と同様の作用
効果を奏する他に、2段目の型冷却において一旦離型し
た発泡成形体を別の冷やし金型にセットし直しているこ
とから、トータルのサイクルタイムを短縮することがで
きるという作用効果も奏する。
In this embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the foamed molded product once released in the second stage mold cooling is set in another cooling mold. Also, there is an effect that the total cycle time can be shortened.

【0082】[実施例3]上記実施例1と同様の発泡成
形装置を用い、熱可塑性樹脂としてPA6(宇部興産社
製、型式1013NB)を採用するとともに超臨界流体
として二酸化炭素を採用して、以下のとおり発泡成形を
行った。
Example 3 Using the same foam molding apparatus as in Example 1 above, PA6 (manufactured by Ube Industries, model 1013NB) was used as the thermoplastic resin, and carbon dioxide was used as the supercritical fluid. Foam molding was performed as follows.

【0083】なお、前述のとおり、このPA6は、50
〜55℃の所定の樹脂温度範囲であれば、固体状態にお
ける動的粘弾性値(tanδ、10HZ時)が所定の
0.07〜0.1の範囲内となる(図2参照)。
As described above, this PA6 has 50
Within the predetermined resin temperature range of ˜55 ° C., the dynamic viscoelasticity value (tan δ, 10 HZ) in the solid state falls within the predetermined range of 0.07 to 0.1 (see FIG. 2).

【0084】(充填工程)射出バレル2内にPA6を供
給して溶融樹脂とするとともに、この射出バレル2内に
ガス供給装置5から超臨界流体としての二酸化炭素を供
給し、溶融樹脂に二酸化炭素を十分に混練、溶解させ
た。このときの射出バレル2内の圧力は20MPaと
し、射出バレル2内の樹脂温度は270℃とした。な
お、この樹脂温度は260〜290℃程度とすることが
できる。また、溶融樹脂に対する二酸化炭素のガス含有
率は2wt%とした。
(Filling Step) PA6 is supplied into the injection barrel 2 to form a molten resin, and carbon dioxide as a supercritical fluid is supplied from the gas supply device 5 into the injection barrel 2 to supply carbon dioxide to the molten resin. Was sufficiently kneaded and dissolved. At this time, the pressure in the injection barrel 2 was 20 MPa, and the resin temperature in the injection barrel 2 was 270 ° C. The resin temperature can be set to about 260 to 290 ° C. Further, the gas content rate of carbon dioxide with respect to the molten resin was set to 2 wt%.

【0085】一方、キャビティ内に充填される熱可塑性
樹脂の発泡を抑止すべく、成形型1を型閉めした状態
で、この成形型1のキャビティ内にガス供給装置5から
超臨界流体としての二酸化炭素を供給してキャビティ内
圧力を10MPaとした。
On the other hand, in order to suppress the foaming of the thermoplastic resin filled in the cavity, the mold 1 is closed, and the gas supply device 5 supplies carbon dioxide as a supercritical fluid into the cavity of the mold 1. Carbon was supplied so that the pressure inside the cavity was 10 MPa.

【0086】そして、制御装置6により開閉手段として
の回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブをそれぞれ
開放すると同時に、射出バレル2からホットランナ3を
介して成形型1のキャビティ内に上記超臨界流体が溶解
された溶融樹脂を射出、充填した。
Then, the rotary valve 32a as an opening / closing means and each rod type valve are opened by the control device 6, and at the same time, the supercritical fluid is introduced from the injection barrel 2 into the cavity of the mold 1 through the hot runner 3. The melted molten resin was injected and filled.

【0087】なお、型閉めした状態における成形型1の
キャビティ内の板厚(成形初期の板厚)は3.0mmで
ある。
The plate thickness in the cavity of the mold 1 in the mold closed state (plate thickness at the initial stage of molding) is 3.0 mm.

【0088】(発泡工程) <一段目冷却>成形型1の型温及びキャビティ内の樹脂
温度を上記所定の樹脂温度範囲(50〜55℃)とする
とともに、最終的には成形型1の型温及びキャビティ内
の樹脂温度をこの樹脂温度範囲の下限(50℃)より1
0℃低い温度である40℃にすべく、冷却装置4から成
形型1の冷却通路内に流通される40℃の温調媒体で成
形型1の1段目の型冷却を行う中、25秒間成形品を冷
却した。
(Foaming Step) <First Cooling> The mold temperature of the molding die 1 and the resin temperature in the cavity are set within the predetermined resin temperature range (50 to 55 ° C.), and finally the mold of the molding die 1 is formed. The temperature and the resin temperature in the cavity from the lower limit (50 ° C) of this resin temperature range to 1
25 seconds while performing the first stage mold cooling of the mold 1 with the temperature control medium of 40 ° C. which is circulated from the cooling device 4 into the cooling passage of the mold 1 so as to be 40 ° C. which is 0 ° C. lower temperature. The molded product was cooled.

【0089】この冷却時間の選定で、成形型1の型温及
び成形型1のキャビティ内に充填された溶融樹脂の最高
温度部(板厚中央部にある)の樹脂温度が52〜53℃
になるようにした。なお、この時、PA6の固体状態に
おける動的粘弾性値(tanδ、10HZ時)は0.0
8である。
By selecting this cooling time, the mold temperature of the molding die 1 and the resin temperature of the highest temperature portion (in the central portion of the plate thickness) of the molten resin filled in the cavity of the molding die 1 are 52 to 53 ° C.
I tried to become. At this time, the dynamic viscoelasticity value (tan δ, 10 HZ) of PA6 in the solid state is 0.0.
8

【0090】そして、制御装置6により、開閉手段とし
ての回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブをそれぞ
れ閉鎖すると同時に、所定の発泡倍率となるように成形
型1を所定量型開きした。この型開きにより、キャビテ
イ内圧力を大気圧まで瞬時に低下させ、キャビティ内の
樹脂の発泡を開始すると、数秒以内で目標倍率までセル
が成長して樹脂の発泡が終了し、そのまま冷却固化させ
た。なお、このときの発泡倍率は1.2倍とした。
Then, by the control device 6, the rotary valve 32a as the opening / closing means and each rod type valve were respectively closed, and at the same time, the molding die 1 was opened by a predetermined amount so as to obtain a predetermined expansion ratio. By this mold opening, the internal pressure of the cavity was instantaneously reduced to atmospheric pressure, and when the resin in the cavity started to foam, the cells grew to the target magnification within a few seconds, the resin foaming ended, and it was cooled and solidified. . The expansion ratio at this time was 1.2 times.

【0091】(脱型工程) <2段目冷却>成形型1の型温及びキャビティ内の発泡
成形体の樹脂温度を上記所定の樹脂温度範囲(50〜5
5℃)の下限より10℃低い温度である40℃とすべ
く、温調媒体の温度を40℃のままで冷却装置4から成
形型1の冷却通路内に流通される温調媒体で成形型1の
2段目の型冷却を行う中、10秒間成形品を冷却した。
これにより、成形型1の型温及び発泡成形体全体の温度
が上記所定の樹脂温度範囲の下限より10℃低い40℃
とした。
(Die-Molding Step) <Second Cooling> The mold temperature of the mold 1 and the resin temperature of the foam-molded body in the cavity are set in the predetermined resin temperature range (50 to 5).
5 ° C.), which is 10 ° C. lower than the lower limit of 40 ° C., with the temperature control medium kept at 40 ° C. with the temperature control medium flowing from the cooling device 4 into the cooling passage of the molding die 1. The molded product was cooled for 10 seconds while the second stage mold cooling of 1 was performed.
As a result, the mold temperature of the mold 1 and the temperature of the entire foam molded product are 40 ° C., which is 10 ° C. lower than the lower limit of the predetermined resin temperature range.
And

【0092】そして、成形体1を大きく型開きして発泡
成形体を脱型した。得られた発泡成形体の最大セル径は
5μmであった。
Then, the molded body 1 was largely opened, and the foamed molded body was released from the mold. The maximum cell diameter of the obtained foamed molded product was 5 μm.

【0093】なお、この脱型工程においても、開閉手段
としての回転式バルブ32a及び各ロッド式バルブはそ
れぞれ閉鎖されており、ホットランナ3内の圧力は所定
圧力に保持しておいた。
Also in this demolding step, the rotary valve 32a as the opening / closing means and each rod type valve were closed, and the pressure inside the hot runner 3 was kept at a predetermined pressure.

【0094】また、得られた発泡成形体の最終的な板厚
は3.6mmであり、スキン層の厚みは前記実施例1の
ものより0.2mm増加して0.25〜0.3mmであ
った。
The final thickness of the obtained foamed molded product was 3.6 mm, and the thickness of the skin layer was 0.25 to 0.3 mm, which was 0.2 mm larger than that of Example 1. there were.

【0095】本実施例では、前記実施例1と同様の作用
効果を奏する他に、冷却総時間の短縮化を図ることがで
きるという作用効果も奏する。
In this embodiment, in addition to the same effects as the first embodiment, there is an effect that the total cooling time can be shortened.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の熱可塑性
樹脂の発泡成形方法では、熱可塑性樹脂の融点未満の固
体状態における動的粘弾性値が所定範囲内にあるとき
に、熱可塑性樹脂の発泡を開始するとともに終了するこ
とにより、得られる発泡成形体において、微細発泡が可
能となり、しかも気泡の最大セル径を特定の範囲におさ
めることが可能となる。したがって、本発明方法によれ
ば、微細発泡による軽量化と強度とを兼ね備えた発泡成
形体を得ることができる。
As described in detail above, in the method for foam molding a thermoplastic resin of the present invention, when the dynamic viscoelasticity value in the solid state below the melting point of the thermoplastic resin is within a predetermined range, the thermoplastic resin By starting and ending the foaming of the resin, the resulting foamed molded article can be finely foamed, and the maximum cell diameter of the cells can be kept within a specific range. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to obtain a foamed molded product having both weight reduction and strength due to fine foaming.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】動的粘弾性値と発泡最大セル径との関係を示す
線図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a dynamic viscoelasticity value and a foam maximum cell diameter.

【図2】樹脂温度と動的粘弾性値との関係を示す線図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a resin temperature and a dynamic viscoelasticity value.

【図3】本実施例の熱可塑性樹脂の発泡成形方法で用い
る発泡成形装置の概略構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a foam molding apparatus used in the thermoplastic resin foam molding method of the present embodiment.

【図4】上記発泡成形装置を構成するホットランナを示
す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a hot runner constituting the foam molding apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…成形型 2…射出バレル 3…ホットランナ 4…冷却装置 5…ガス供給装置 6…制御装置 32a…回転式バルブ(開閉手段) 1 ... Mold 2 ... Injection barrel 3 ... Hot runner 4 ... Cooling device 5 ... Gas supply device 6 ... Control device 32a ... Rotary valve (opening / closing means)

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Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 亜臨界あるいは超臨界流体が混入された
熱可塑性樹脂を成形型内で発泡させる熱可塑性樹脂の発
泡成形方法において、 上記亜臨界あるいは超臨界流体により所定の圧力に予圧
された上記成形型内に、上記亜臨界あるいは超臨界流体
が混入された上記熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、 上記熱可塑性樹脂の融点未満の固体状態における動的粘
弾性値が所定範囲内にあるときに、上記成形型内の圧力
を低下させて該熱可塑性樹脂の発泡を開始し、かつ、終
了させて、発泡成形体を得る発泡工程と、を順に実施す
ることを特徴とする熱可塑性樹脂の発泡成形方法。
1. A method of foaming a thermoplastic resin in which a thermoplastic resin mixed with a subcritical or supercritical fluid is foamed in a molding die, wherein the prepressurized to a predetermined pressure by the subcritical or supercritical fluid. In the molding die, a filling step of filling the thermoplastic resin mixed with the subcritical or supercritical fluid, and when the dynamic viscoelasticity value in the solid state below the melting point of the thermoplastic resin is within a predetermined range In, the foaming step of lowering the pressure in the mold to start foaming of the thermoplastic resin, and ending the foaming to obtain a foamed molded article, in order. Foam molding method.
【請求項2】 前記亜臨界あるいは超臨界流体は二酸化
炭素であり、前記動的粘弾性値の前記所定範囲は0.0
7〜0.1であることを特徴とする請求項1記載の熱可
塑性樹脂の発泡成形方法。
2. The subcritical or supercritical fluid is carbon dioxide, and the predetermined range of the dynamic viscoelasticity value is 0.0.
It is 7-0.1, The foaming molding method of the thermoplastic resin of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 前記発泡工程の後、前記動的粘弾性値が
前記所定範囲から外れたときに前記発泡成形体を前記成
形型から脱型する脱型工程を実施することを特徴とする
請求項1又は2記載の熱可塑性樹脂の発泡成形方法。
3. After the foaming step, a demolding step of demolding the foam molded article from the molding die when the dynamic viscoelasticity value deviates from the predetermined range is performed. Item 3. A method of foaming a thermoplastic resin according to Item 1 or 2.
【請求項4】 前記充填工程で入口部とゲート部に開閉
手段をもつホットランナを介して前記成形型内に前記熱
可塑性樹脂が充填され、該開閉手段は、少なくとも該成
形型を型開きする際に該ホットランナ内の圧力を保持す
べく、該熱可塑性樹脂を充填する際に開放状態とされる
とともに少なくとも該成形型を型開きする際に閉鎖状態
とされるように開閉制御されることを特徴とする請求項
1、2又は3記載の熱可塑性樹脂の発泡成形方法。
4. The thermoplastic resin is filled in the mold through a hot runner having opening and closing means at the inlet and the gate in the filling step, and the opening and closing means opens at least the mold. In order to maintain the pressure in the hot runner, the opening and closing control is performed so that it is opened when the thermoplastic resin is filled and at least closed when the mold is opened. The foam molding method of the thermoplastic resin according to claim 1, 2, or 3.
【請求項5】 超臨界流体が混入された熱可塑性樹脂を
成形型内で発泡させて得られた発泡成形体であって、最
大セル径が0.5〜20μmであることを特徴とする発
泡成形体。
5. A foamed molded article obtained by foaming a thermoplastic resin mixed with a supercritical fluid in a molding die, wherein the maximum cell diameter is 0.5 to 20 μm. Molded body.
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